Chương 1: Di truyền học

Khi gen nhân đôi liên tiếp 3 lần, cần môi trường nội bào cung cấp số lượng nuclêôtit thuộc mỗi loại là A.?. Nếu phân tử ADN nói trên tự nhân đôi 5 lần thì số lượng từng loại nuclêôtit m

Trang 1

CHƯƠNG 1: DI TRUYỀN HỌC CHUYÊN ĐỀ 1: CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ CẤP PHÂN TỬ

1 AXIT NUCLÊIC PHẦN 1: LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM

1 ADN (Axit đêôxiribônuclêic)

ADN có cấu tạo đa phân, đơn phân là các

nuclêôtit

 Cấu tạo đơn phân

Mỗi đơn phân gồm 3 thành phần: Đường

đêôxiribôzơ, gốc phôtphat, bazơ nitơ Các nuclêôtit

được gọi theo tên bazơ nitơ

• Cấu trúc không gian

Phân tử ADN gồm 2 chuỗi pôlinuclêôtit song song

và ngược chiều nhau Một mạch có chiều 3’ - 5’,

mạch còn lại có chiều 5’ - 3’

Cấu trúc ADN tạo thành các chu kì xoắn Mỗi chu

kì xoắn gồm 10 cặp nuclêôtit, cao 34Ao

 Mỗi nuclêôtit cao 3,4Ao

ADN có N nuclêôtit, và C chu kì xoắn

 Chiều dài của phân tử ADN là

.3, 4 3, 42

Các nuclêôtit đối diện nhau trên 2 mạch liên kết

với nhau bằng liên kết hiđrô theo nguyên tắc bổ

sung (NTBS)

A liên kết với T bằng 2 liên kết hiđrô

G liên kết với X bằng 3 liên kết hiđrô

Số liên kết hiđrô trên phân tử ADN là:

+ Cao 34Ao + Đường kính: 20 Ao

• Nguyên tắc bổ sung thể hiện:

A trên mạch 1 liên kết với T trên mạch 2 và ngược lại

G trên mạch 1 liên kết với X trên mạch 2 và ngược lại

 A1 = T2, A2 = T1

 G1= X2, G2 = X1

Trang 2

Trong phân tử ADN có liên kết hóa trị trong mỗi nuclêôtit và liên kết hóa trị giữa các nuclêôtitvới nhau

2 Gen

• Khái niệm

Gen là một đoạn phân tử ADN, mang thông tin mã

hóa cho một sản phẩm nhất định Sản phẩm có thể

là ARN hoặc chuỗi pôlipeptit

• Dựa vào chức năng, có 2 loại gen:

Gen cấu trúc: Mang thông tin quy định sản phẩm

tham gia vào cấu trúc

Gen điều hòa: Mang thông tin mã hóa sản phẩm

tham gia vào điều hòa hoạt động của gen khác

• Mỗi gen gồm 3 vùng:

Theo chiều 3’ - 5’ trên mạch mã gốc:

Vùng điều hòa: Chứa trình tự khởi đầu phiên mã và

trình tự điều hòa phiên mã

Vùng mã hóa: Mang thông tin mã hóa axit amin

• Ở sinh vật nhân sơ: Gen không phân mảnh, vùng

mã hóa liên tục

• Ở sinh vật nhân thực: Hầu hết gen phân mảnh,

vùng mã hóa chứa cả êxôn và intron

Vùng kết thúc: Mang tín hiệu kết thúc phiên mã

Gen Hemoglobin anpha (Hb α) mã hóa chuỗi polipeptit α, cấu tạo nên phân tử Hb trong tế bào hồng cầu

Gen tARN mã hóa phân tử tARN,

Gen cấu trúc: Gen Hb α

Gen điều hòa: Gen R trong cấu trúc Operon Lac

3 Mã di truyền

• Khái niệm

Mã di truyền là mã bộ ba: cứ ba nuclêôtit đứng kế

tiếp nhau tạo thành một mã di truyền

• Đặc điểm của mã di truyền

Mã di truyền được đọc từ một điểm xác định và

liên tục, không chồng gối lên nhau

Trang 3

Mã di truyền có tính phổ biến: tất cả các loài đều

có chung một bộ mã di truyền (trừ một vài ngoại

lệ)

Mã di truyền có tính đặc hiệu: một bộ ba chỉ mã

hóa cho một loại axit amin

Mã di truyền có tính thoái hóa: có nhiều bộ ba

khác nhau có thể cùng mã hóa cho một loại axit

amin Trừ 2 bộ ba: AUG (mã hóa axit amin mở

đầu) và UGG (mã hóa axit amin triptôphan)

• 1 bộ ba mở đầu: 5' AUG 3' mã hóa cho axit amin mêtiônin hoặc foocmin mêtiônin

• 3 bộ ba kết thúc không mã hóa axit amin là: 5' UAG 3', 5' UGA 3', 5' UAA 3'

2 Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Với 4 loại ribônuclêôtit A, U, G, X, có thể tổng hợp được bao nhiêu loại bộ ba mã hóa axit

amin?

Trang 4

Hướng dẫn

Có tất cả 43 = 64 bộ ba Trong đó có 3 bộ ba không mã hóa axit amin là: 5'UAG3', 5'UGA3', 5'UAA3'

 Có 61 bộ ba mã hóa axit amin

Câu 1 Người ta tiến hành tổng hợp đoạn ARN nhân tạo từ 3 loại nuclêôtit A, U, G Phân tử ARN tạo

thành có thể có bao nhiêu loại bộ ba mã hóa axit amin?

Ví dụ 2: Người ta tiến hành tổng hợp đoạn ARN nhân tạo từ 3 loại nuclêôtit A, U, X Phân tử ARN tạo

thành có thể có bao nhiêu loại bộ ba mã hóa axit amin?

Ví dụ 1: Người ta tiến hành tổng hợp ARN nhân tạo với nguyên liệu gồm 3 loại nuclêôtit là: A, U, X

với tỉ lệ 2 : 3 : 5 Tỉ lệ xuất hiện bộ ba AUX là bao nhiêu?

Ví dụ 2: Người ta tiến hành tổng hợp ARN nhân tạo với nguyên liệu gồm 3 loại nuclêôtit là A, U, X

với tỉ lệ 2 : 3 : 5 Tỉ lệ xuất hiện bộ ba có chứa 2 nuclêôtit loại A là

Câu 1 Trong một ống nghiệm, có tỉ lệ 4 loại nuclêôtit A, U, G, X với tỉ lệ lần lượt là A : U : G : X = 2 :

1 : 3 : 2 Người ta đã tổng hợp một phân tử ARN nhân tạo Theo lý thuyết, trên phân tử ARN nhân tạo này, xác suất xuất hiện bộ ba kết thúc là bao nhiêu?

Câu 2 Người ta tiến hành tổng hợp phân tử mARN nhân tạo từ 4 loại nuclêôtit với tỉ lệ: A: U : G : X = 1

: 3 : 2 : 4 Tỉ lệ bộ ba có ít nhất 1 nuclêôtit loại A là

Câu 3 Trong một ống nghiệm, có 4 loại nuclêôtit A, U, G, X với tỉ lệ lần lượt là A: U : G : X = 1 : 1 : 2 :

1 Từ 4 loại nuclêôtit này người ta đã tổng hợp nên một phân tử ARN nhân tạo Nếu phân tử mARN này

có 3000 nuclêôtit thì sẽ có bao nhiêu bộ ba AAG?

Đáp án:

1 - A 2 – A 3 - C

Dạng 2: Xác định thành phần nuclêôtit trên gen, ADN

Bài toán 1: Xác định thành phần nuclêôtit trên gen khi biết chiều dài, khối lượng, số liên kết hóa trị, số liên kết hiđrô,

1 Phương pháp giải

Cách 1: Lập hệ phương trình

Bước 1: Xác định tổng số nuclêôtit trên gen, ADN

(N)

Bước 2: Lập hệ phương trình chứa ẩn là các đơn

phân của gen, ADN

Bước 3: Giải hệ phương trình

Ví dụ: Một gen có 5998 liên kết hóa trị và 3600 liên kết hiđrô Tính số nuclêôtit mỗi loại của gen

• Hướng dẫn

Cách 1:

Tổng số nuclêôtit trên gen là

N = (HT + 2) : 2 = (5998 + 2) : 2 = 3000 (nucleotit) Ta có hệ phương trình với tổng số nuclêôtit của gen với số liên kết hiđrô

Trang 6

Cách 2: Tính nhanh

Bước 1: Xác định tổng số nuclêôtit trên gen, ADN

Bước 2: Tính số lượng nuclêôtit loại G

Ví dụ 1: Một gen có tổng số 2120 liên kết hiđrô Tổng số liên kết hóa trị của gen này là 3598 liên kết Số

lượng từng loại nuclêôtit của gen là:

Ví dụ 3: Một ADN có số liên kết hiđrô giữa các cặp G và X bằng 1,5 số liên kết hiđrô giữa các cặp A và

T Tỉ lệ % tương ứng nuclêôtit của ADN lần lượt là:

A A = T = G = X = 25% B A= T = 15%, G = X = 35%

C A = T = 30%, G = X = 20% D A = T = 20%, G = X = 30%

Câu 3 Một gen có 2398 liên kết hóa trị giữa các đơn phân Số liên kết hiđrô giữa các cặp A - T lớn hơn

số liên kết hiđrô giữa các cặp G - X là 400 liên kết Số lượng nuclêôtit mỗi loại của gen này là:

Bước 1: Xác định tổng số nuclêôtit trên gen

Bước 2: So sánh tỉ lệ các đơn phân với tổng số

nuclêôtit của gen (N), xác định số nuclêôtit mỗi

loại

Ví dụ: Một phân tử mARN có chiều dài 4080 Aotrên mARN có tỉ lệ các loại nuclêôtit là G : X : U : A = 3 : 4 : 2 : 3 Số nuclêôtit từng loại của mARN trên là?

Trang 8

Hướng dẫn Trong ADN có tổng 2 loại nuclêôtit = 90%  đây là tổng 2 loại nuclêôtit bổ sung cho nhau

Câu 2 Một gen có 2346 liên kết hiđrô Hiệu số giữa Ađênin của gen với một loại nuclêôtit khác bằng

20% tổng số nuclêôtit của gen đó Chiều dài của gen đó là

Câu 3 Một phân tử ADN ở sinh vật nhân thực có số nuclêôtit loại Ađênin chiếm 20% tổng số

nuclêôtit Tỉ lệ số nuclêôtit loại Guanin trong phân tử ADN này là

Câu 4 Một gen có chiều dài 0,51 µm, số liên kết hiđrô của cặp A - T nhiều hơn số liên kết hiđrô của

cặp G - X là 260 liên kết Số nuclêôtit mỗi loại của gen này là:

Ví dụ 2: Một gen có 2346 liên kết hiđrô Hiệu số giữa Ađênin của gen với một loại nuclêôtit khác bằng

20% tổng số nuclêôtỉt của gen đó Khối lượng của gen đó là

Ví dụ 1: Một gen có chiều dài 0,306 micrômet và trên một mạch đơn của gen có 35%X và 25%G Số

lượng từng loại nuclêôtit của gen là:

A A = T = 360, G = X = 540 B.A = T = 540, G = X = 360

C A = T = 270, G = X = 630 D A = T = 630, G = X = 270

Ví dụ 2: Trên một mạch của gen có chứa 120Avà 180T Gen nói trên có chứa 20% số nuclêôtit loại X

Số liên kết hiđrô của gen nói trên là

Trang 10

 Chọn C

Hướng dẫn 4080

Câu 1 Mạch thứ nhất của gen có tỉ lệ các nuclêôtit là 10% Ađênin, 20% Timin và 25% Xitozin so với

tổng số nuclêôtit của mạch Tỉ lệ từng loại nuclêôtit so với tổng số nuclêôtit của gen là

A %A = %T = 30%, %G = %X = 20% B %A = %T = 25%, %G = %X= 15%

C %A = %T = 15%, %G = %X = 35% D %A = %T = 20%, %G = %X= 30%

Câu 2 Một phân tử ADN có chiều dài 510nm Trên mạch một của gen có số lượng nuclêôtit loại A + T

= 900 nuclêôtit Số nuclêôtit mỗi loại của ADN trên là:

A A = T = 300, G = X = 1200 B A = T = 1200, G = X = 300

C A = T = 900, G = X = 600 D A = T = 600, G = X = 900

Câu 3 Tỉ lệ 2 loại nuclêôtit của mạch là 25%G và 35%X Chiều dài của gen bằng 0,306 micrômet Số

lượng từng loại nuclêôtit của gen là:

A A = T = 360, G = X = 540 B A = T = 540, G = X = 360

C A = T = 270, G = X = 630 D A = T = 630, G = X = 270

Câu 4 Một gen của sinh vật nhân sơ có Guanin chiếm 20% tổng số nuclêôtit của gen Trên mạch một

của gen này có 150 Ađênin và 120 Timin, số liên kết hiđrô của gen là

Câu 5 Một gen có tổng số 2128 liên kết hiđrô Trên mạch 1 của gen có số nuclêôtit loại A bằng số

nuclêôtit loại T Số nuclêôtit loại G gấp 2 lần số nuclêôtit loại A, số nuclêôtit loại X gấp 3 lần số nuclêôtit loại T Số nuclêôtit loại A của gen là

A A = T = 320, G = X = 200 B A = 320, T = 200, G = 200, X = 480

C A = 320, T = 160, G = 200, X = 520 D A = 320, T = 200, G = 200, X = 320

Trang 11

PHẦN 4: BÀI TẬP TỔNG HỢP

Câu 1 Phân tử nào sau đây mang bộ ba đối mã (anticôdon)?

Câu 2 Các côđon nào dưới đây không mã hóa axit amin?

A 3' GAU5', 3'AAU5', 3'AGU5' B 3'UAG5', 3'UAA5', 3'AGU5'

C 3'GAU5, 3'AAU5, 3'AUG5' D 3'UAG5', 3'UAA5', 3'UGA5'

Câu 3 Gen là một đoạn của phân tử ADN

A mang thông tin mã hoá chuỗi pôlipeptit hay phân tử ARN

B mang thông tin di truyền của các loài

C mang thông tin quy định cấu trúc của phân tử prôtêin

D chứa các bộ 3 mã hoá các axit amin

Câu 4 Mã di truyền có tính đặc hiệu, tức là

A một axit amin được mã hóa bởi duy nhất một bộ ba

B một bộ ba chỉ mã hoá cho một loại axit amin

C tất cả các loài đều dùng chung một bộ mã di truyền

D nhiều bộ ba cùng xác định một axit amin

Câu 5 Tính thoái hóa của mã di truyền biểu hiện

A một bộ ba chỉ mã hóa một loại axit amin

B một loại axit amin thường được mã hóa bởi nhiều bộ ba

C mọi loài sinh vật đều dùng chung một bộ mã

D một bộ ba mã hóa cho nhiều loại axit amin

Câu 6 Trong tự nhiên, có bao nhiêu loại mã di truyền có ít nhất 2 nuclêôtit loại G?

Câu 7 Đa số các loài sinh vật sử dụng chung một bộ mã di truyền, trừ một vài ngoại lệ là đặc điểm nào

của mã di truyền?

A Tính phổ biến B.Tính đặc hiệu C Tính thoái hóa D Là mã bộ ba

Câu 8 Gen của loài sinh vật nào sau đây có cấu trúc phân mảnh?

A Xạ khuẩn B E coli C Nấm men D Vi khuẩn lam

Câu 9 Bộ ba UUU chỉ mã hóa cho axit amin Phe, bộ ba AGU chỉ mã hóa cho axit amin Ser Đây là đặc

điểm nào của bộ ba mã di truyền?

A Tính thoái hóa B.Tính phổ biến C Tính đặc hiệu D Tính hạn chế

Câu 10 Điều nào đúng khi nói về gen phân mảnh?

A Có các vùng mã hóa axit amin (êxôn) xen giữa đoạn không mã hóa axit amin (intrôn)

B Gen chỉ chứa các vùng mang bộ ba mã hóa axit amin

C Gen do các đoạn Okazaki nối lại với nhau nhờ enzyme nối ligaza

D Gen được tổng hợp liên tục

Câu 11 Số bộ ba mã hóa có Guanin (G) là

Trang 12

Câu 12 Một gen ở sinh vật nhân thực có số lượng các loại nuclêôtit trên một mạch là A = T = 600 và G

= X = 300 Tổng số liên kết hiđrô của gen này là

Câu 13 Một gen ở sinh vật nhân thực có số lượng các loại nuclêôtit trên một mạch là: A + T = 600 và

G + X = 900 Chiều dài của gen là

Câu 14 Một mARN trưởng thành của người được tổng hợp nhân tạo gồm 3 loại nuclêôtit A, U, G Số

loại bộ ba mã hóa axit amin tối đa có thể có trên mARN trên là

Câu 15 Một gen ở vi khuẩn E.coli có 2300 nuclêôtit và có số nuclêôtit loại X chiếm 22% tổng số

nuclêôtit của gen Số nuclêôtit loại T của gen là

Câu 16 Trong một ống nghiệm, có tỉ lệ 4 loại nuclêôtit A, U, G, X lần lượt là A : U : G : X = 3 : 5 : 1 :

1 Từ 4 loại nuclêôtit này người ta đã tổng hợp nên một phân tử ARN nhân tạo Theo lý thuyết, trên phân tử ARN nhân tạo này, xác suất xuất hiện bộ ba kết thúc là bao nhiêu?

Câu 17 Một gen có chiều dài 5100Ao và có 3900 liên kết hiđrô Số lượng từng loại nuclêôtit của gen nói trên là:

A A = T = 900, G = X = 60 B A = T = 720, G = X = 480

C A = T = 600, G = X = 900 D A = T = 480, G = X = 720

Câu 18 Một gen có tổng số 6144 liên kết hiđrô Trên mạch một của gen có số nuclêôtit loại A bằng số

nuclêôtit loại X, số nuclêôtit loại G gấp 3 lần số nuclêôtit loại A, số nuclêôtit loại T gấp 5 lần số nuclêôtit loại X Số nuclêôtit loại G của gen là

Câu 20 Một gen ở sinh vật nhân thực có 3900 liên kết hiđrô và có 900 nuclêôtit loại guanin Mạch 1

của gen có số nuclêôtit loại Ađênin chiếm 30% và số nuclêôtit loại Guanin chiếm 10% tổng số nuclêôtit của mạch Số nuclêôtit mỗi loại ở mạch 1 của gen này là:

A A = 450, T = 150, G = 150, X = 750 B A = 750, T = 150, G = 150, X = 150

C A = 450, T= 150, G = 750, X = 150 D A= 150, T = 450, G = 750, X = 150

1 Nhân đôi ADN

• Thời gian diễn ra

Pha S của kì trung gian

• Nơi xảy ra

Nhân đôi ADN diễn ra tại vị trí mang gen

• Diễn biến

Nhân đôi ADN diễn ra theo 3 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Tháo xoắn phân tử ADN

Enzim tháo xoắn phân tử ADN, cắt đứt các liên

kết hiđrô, làm 2 mạch đơn của phân tử ADN tách

Giai đoạn 2: Tổng hợp mạch ADN mới

Enzim ARN polimeraza tổng hợp đoạn mồi

Enzim ADN polimeraza lắp ráp các nuclêôtit tự

do của môi trường nội bào, tổng hợp mạch mới

theo chiều 5’ - 3’, theo NTBS

ADN nhân đôi 1 lần, môi trường cung cấp:

Amôi trường = TADN mẹ và ngược lại

Gmôi trường = X ADN mẹ và ngược lại

NTBS thể hiện trong nhân đôi ADN:

- A tự do liên kết với T mạch khuôn và ngược lại

- G tự do liên kết với X mạch khuôn và ngược lại

Trên một chạc chữ Y

Trang 14

- Ở sinh vật nhân sơ, chỉ có 1 đơn vị tái bản

- Ở sinh vật nhân thực, có nhiều đơn vị tái bản

Giai đoạn 3: Kết thúc

Mạch mới của ADN tổng hợp xong sẽ xoắn lại

Từ một ADN mẹ ban đầu tạo ra 2 phân tử ADN

con giống hệt nhau và giống hệt ADN mẹ

• Kết quả

Từ một phân tử ADN ban đầu, qua 1 lần nhân đôi

tạo ra 2 phân tử ADN con giống nhau và giống hệt

ADN mẹ

ADN con tạo ra có 1 mạch cũ của ADN mẹ và 1

mạch tổng hợp mới từ nguyên liệu của môi trường

nội bào (bán bảo toàn)

 Trong các ADN con luôn có 2 ADN mang mạch

Mạch khuôn có chiều 5’ - 3’ Mạch khuôn có chiều 3’ - 5’

Bước 2 Enzim ARN

Bước 1 Enzim tháo xoắn Bước 3 Enzim ADN polimeraza tổng hợp mạch mới liên tục theo chiều 5’ - 3’

Bước 2 Enzim ARN pôlimeraza tổng hợp mồi là đoạn ARN ngắn ở đầu 5’

Trang 15

• Nơi xảy ra

Phiên mã ở sinh vật nhân thực diễn ra trong nhân

tế bào Ngoài ra gen trong ti thể và lục lạp cũng

xảy ra phiên mã

• Diễn biến

Enzim ARN pôlimeraza bám vào vùng điều hòa

làm gen tháo xoắn đồng thời tổng hợp nuclêôtit

trên mARN theo NTBS với ADN mạch gốc

Quá trình phiên mã bắt đầu tại vị trí khởi đầu

phiên mã tại đầu 3’ của mạch mã gốc

mARN được tổng hợp theo NTBS:

- Amôi trường bổ sung với Tmạch khuôn

- Umôi trường bổ sung với Amạch khuôn

- Gmôi trường bổ sung với Xmạch khuôn

- Xmôi trường bổ sung với Gmạch khuôn

Khi enzim dịch chuyển đến cuối gen, gặp tín hiệu

kết thúc phiên mã thì dừng lại, phân tử mARN

được giải phóng Gen đóng xoắn ngay lại

Ở sinh vật nhân thực, mARN có chứa intrôn, do

vậy cần trải qua quá trình cắt intrôn, nối êxôn, tạo

mARN trưởng thành mARN trưởng thành đi ra tế

Trang 16

Dịch mã là quá trình tổng hợp prôtêin, diễn ra trong tế bào

chất Quá trình dịch mã chia thành 2 giai đoạn:

• Hoạt hóa axit amin

enzim

Hoạt hóa (aa*) enzim

• Tổng hợp chuỗi pôlipeptit

Bước 1: Mở đầu

Tiểu đơn vị bé của ribôxôm gắn với mARN ở vị trí nhận

biết đặc hiệu

Bộ ba đối mã của phức hợp mở đầu Met-tARN bổ sung

chính xác với côđon mở đầu trên mARN

Tiểu đơn vị lớn liên kết với côđon tiểu đơn vị nhỏ tạo thành

ribôxôm hoàn chỉnh

Bước 2: Kéo dài chuỗi

Anticôđon của phức hợp aa1-tARN bổ sung với côđon thứ 2

trên mARN, liên kết peptit được hình thành giữa aa Met và

aa1 Ribôxôm dịch đi 1 côđon trên mARN để đỡ phức hợp

aa2-tARN tARN vận chuyển aa Met được giải phóng Sau

khi liên kết peptit giữa aa2 và aa1 được hình thành, ribôxôm

lại dịch chuyển trên mARN

Bước 3: Kết thúc

Ribôxôm tiếp xúc với bộ ba kết thúc trên mARN, 2 tiểu

phần của ribôxôm tách nhau ra, quá trình dịch mã kết thúc

Chuỗi pôlipeptit được cắt bỏ axit amin mở đầu, hình thành

các bậc cấu trúc cao hơn

Trên mỗi phân tử mARN thường có một số ribôxôm cùng

hoạt động được gọi là pôliribôxôm Mỗi ribôxôm trượt qua

mARN tổng hợp được một chuỗi pôlipeptit

Tính trạng do gen quy định được biểu hiện thông qua các cơ chế:

Trên phân tử ADN của vi khuẩn, các gen có liên quan về

chức năng thường phân bố liền nhau thành từng cụm, có

chung một cơ chế điều hòa gọi là opêron

• Cấu trúc operon Lac ở vi khuẩn E.coli

Gồm 3 vùng:

- Vùng khởi động P (promoter): nơi ARN pôlimeraza bám

vào và khởi đầu phiên mã

- Vùng vận hành O (operator): có trình tự nuclêôtit đặc biệt

để prôtêin ức chế có thể liên kết làm ngản cản sự phiên mã

- Nhóm gen cấu trúc Z, Y, A quy định tổng hợp các enzim

tham gia phản ứng phân giải đường lactôzơ

Gen điều hòa tổng hợp ptôtêin ức chế quá trình phiên mã

Gen điều hòa không thuộc cấu trúc opêron

• Cơ chế hoạt động của operon Lac

Khi không có lactôzơ:

Gen điều hòa (R) phiên mã, tổng hợp prôtêin ức chế Prôtêin

ức chế gắn vào vùng vận hành (O), làm enzim ARN

pôlimeraza không trượt trên opêron được

 Các gen cấu trúc Z, Y, A không thực hiện được phiên mã

và dịch mã

 Enzim lactaza không được tổng hợp

Khi có lactôzơ:

Lactôzơ liên kết với prôtêin ức chế, thay đổi cấu hình không

gian của prôtêin

 Prôtêin bị bất hoạt (không hoạt động), không thể bám vào

vùng O

 Các gen Z, Y, A được phiên mã và dịch mã tổng hợp nên

sản phẩm của cụm gen là enzim lactaza

Enzim lactaza được tạo ra tiến hành phân giải lactôzơ trong

môi trường nội bào

Khi đường lactôzơ bị phân giải hết, prôtêin ức chế được giải

phóng và trở lại liên kết với vùng vận hành O làm cho quá

Opêron Lac ở vi khuẩn E.coli:

Trang 18

trình phiên mã dừng lại

• Điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân thực

Điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân thực phức tạp

hơn, diễn ra ở nhiều mức độ khác nhau như: điều hòa trước

phiên mã, điều hòa phiên mã, điều hòa dịch mã,

Ví dụ:

Trong hệ gen, gen A được lặp lại 200 lần

 Điều hòa trước phiên mã

Số lượng ribôxôm trượt trên 1 mARN

 Điều hòa dịch mã

PHẦN 2: CÁC CÔNG THỨC TÍNH NHANH

Xét x tế bào, nhân đôi k lần :

Số ADN con tạo ra = x 2k

Số ADN mới hoàn toàn = x (2k - 2)

Nguyên liệu môi trường cung cấp cho phiên mã

Amtcc = T mạch gốc; Umtcc = A mạch gốc

Gmtcc = X mạch gốc; Xmtcc = G mạch gốc Nguyên liệu môi trường cung cấp cho nhân đôi

Nmtcc = N (2k - 1)

Amtcc = Tmtcc = A (2k - 1) = T (2k - 1)

Gmtcc = Xmtcc = G (2k - 1) = X (2k - 1)

Mối liên hệ ADN – ARN :

AADN = TADN = Um + Am ; GADN = XADN = Gm + Xm

Dạng 1: Số ADN, ARN, prôtêin được tạo thành

Bài toán 1: Cho biết số lần nhân đôi, phiên mã, dịch mã, xác định số lượng ADN, ARN, prôtêin được tạo thành

1 Phương pháp giải

Số ADN con tạo ra là

Các gen con phiên mã 3 lần  số ARN được tạo ra là: 32.3 = 96 (ARN)

 Chọn C

Hướng dẫn

1 ribôxôm trượt qua 1 mARN tổng hợp được 1 chuỗi pôlipeptit

 Số chuỗi pôlipeptit được tổng hợp trong quá trình trên là: 5.10 = 50 (chuỗi)

Câu 2 Một gen nhân đôi 3 lần, các gen con tạo ra tiến hành phiên mã 5 lần tạo ra mARN Mỗi mARN có

2 ribôxôm trượt qua tiến hành dịch mã Tổng số chuỗi pôlipeptit được tạo ra từ quá trình trên là

Bài toán 2: Xác định ADN tạo ra qua đồng vị phóng xạ

Ví dụ 2: Có 5 phân tử ARN tiến hành dịch mã Trên mỗi ARN có 10 ribôxôm trượt qua Số chuỗi

pôlipeptit được tổng hợp là

Trang 20

1.Phương pháp giải

Một phân tử ADN nhân đôi k lần, số ADN con tạo ra là 2k

Trong đó:

2 ADN mang 1 mạch của ADN ban đầu

2k - 2 ADN mang hoàn toàn nguyên liệu của môi trường

Ví dụ: Một phân tử ADN ở vùng nhân của

vi khuẩn E coli chỉ chứa N14 phóng xạ Nếu chuyển những vi khuẩn này sang môi trường chỉ có N15 thì sau 2 lần nhân đôi sẽ tạo ra bao nhiêu phân tử ADN ở vùng nhân hoàn toàn chứa N15?

A 2 B 4 C 0 D 1

Hướng dẫn ADN mẹ chứa đồng vị phóng xạ N14 Môi trường chỉ có N15

Tế bào nhân đôi 2 lần Ta có sơ đồ

Số ADN vùng nhân chứa hoàn toán N15 là

22 - 2 = 2 (ADN)

 Chọn A

2 Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Phân tử ADN ở vùng nhân của vi khuẩn E coli chỉ chứa N14 phóng xạ Nếu chuyển những vi

khuẩn E coli này sang môi trường chỉ có N15 thì mỗi tế bào vi khuẩn E coli này sau 7 lần nhân đôi sẽ

tạo ra bao nhiêu phân tử ADN ở vùng nhân hoàn toàn chứa N15?

có ADN chỉ chứa N15

 Chọn D

3 Bài tập tự luyện

Ví dụ 2: Phân tử ADN ở vùng nhân của một loài vi khuẩn chỉ chứa N15 phóng xạ Nếu chuyển những

vi khuẩn này sang môi trường chỉ có N14 thì mỗi tế bào vi khuẩn sau 5 lần nhân đôi sẽ tạo ra bao nhiêu phân tử ADN ở vùng nhân hoàn toàn chứa N15?

Trang 21

Câu 1 Phân tử ADN ở vùng nhân của vi khuẩn E coli chỉ chứa N14 phóng xạ Nếu chuyển những vi

khuẩn E coli này sang môi trường chỉ có N15 thì mỗi tế bào vi khuẩn E coli này sau 9 lần nhân đôi sẽ

tạo ra bao nhiêu phân tử ADN ở vùng nhân hoàn toàn chứa N15?

N15 trong ADN?

Đáp án:

1 - A 2 - D 3 - C

Dạng 2: Bài toán về nguyên liệu môi trường cung cấp

Bài toán 1: Xác định nguyên liệu môi trường cung cấp cho nhân đôi, phiên mã, dịch mã

1 Phương pháp giải

Bước 1: Xác định số nuclêôtit của gen

Bước 2: Xác định số lần nhân đôi, phiên mã, dịch

mã

Bước 3: Sử dụng công thức về nguyên liệu môi

trường cung cấp, xác định yêu cầu bài toán

Ví dụ: Một gen có chiều dài là 5270 A

o

Gen nhân đôi 5 lần, số nuclêôtit môi trường cần cung cấp cho quá trình nhân đôi của gen đó là

Hướng dẫn Tổng số nuclêôtit trên gen là 5270

.2 3100

3, 4

Gen nhân đôi 5 lần

Số nuclêôtit môi trường cung cấp cho gen nhân đôi

là

Nmtcc = Ngen (2k - 1)

= 3100 (25 - 1) = 96100 (nuclêôtit)

2 Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Một gen có 150 chu kì xoắn và G = 20% Khi gen nhân đôi liên tiếp 3 lần, cần môi trường nội

bào cung cấp số lượng nuclêôtit thuộc mỗi loại là

A T = A = 6300, G = X = 4200 B A = T = 4200, G = X = 6300

C A = T= 1200, G = X = 1800 D A = T = 1200, G = X = 1800

Trang 22

Hướng dẫn Tổng số nuclêôtit trên gen là: N = 150 × 20 = 3000 (nuclêôtit)

G = X = 3600 - 3000 = 600  A = T = 900 (nuclêôtít)

32 chuỗi polinuclêôtit = 16 gen = 24  Gen nhân đôi 4 lần

Số nuclêôtit loại A môi trường cung cấp cho quá trình trên là:

Amtcc = Tmtcc = 900 - (24 -1) = 13500 (nuclêôtit)

 Chọn B

Hướng dẫn 250

Ví dụ 2: Một gen của sinh vật nhân thực có 2998 liên kết phôtphođieste giữa các nuclêôtit và 3600 liên

kết hiđrô Gen tiến hành nhân đôi một số lần, tất cả có 32 chuỗi pôlinuclêôtít Số nuclêôtit loại A môi trường cung cấp cho quá trình trên là

Trang 23

 Chọn C

3 Bài tập tự luyện

Câu 1 Một cơ thể thực vật lưỡng bội có bộ NST 2n = 14 Một tế bào sinh dưỡng ở mô phân sinh của

cơ thể này tiến hành nguyên phân liên tiếp một số lần, tạo ra 256 tế bào con Số lần nguyên phân từ tế bào ban đầu và số phân tử ADN được tổng hợp mới hoàn toàn từ nguyên liệu do môi trường nội bào cung cấp là

Câu 3 Khi gen thực hiện 5 lần nhân đôi, số gen con được cấu tạo hoàn toàn từ nguyên liệu do môi trường

nội bào cung cấp là

Câu 4 Trong một phân tử ADN có khối lượng phân tử là 7,2.105 đvC, ở mạch 1 có A1 + T1 = 60% số nuclêôtit của mạch Nếu phân tử ADN nói trên tự nhân đôi 5 lần thì số lượng từng loại nuclêôtit môi trường cung cấp là:

A Amt = Tmt = 22320, Xmt = Gmt = 14880 B Amt = Tmt = 14880, Xmt = Gmt = 22320

C Amt = Tmt = 18600, Xmt = Gmt = 27900 D Amt = Tmt = 21700, Xmt = Gmt = 24800

Câu 5 Trong một phân tử ADN có khối lượng phân tử là 7,2.105 đvC Nếu phân tử ADN nói trên tự nhân đôi 3 lần, cácADN con tạo ra tiến hành phiên mã 2 lần thì số lượng nuclêôtit môi trường cung cấp cho cả quá trình trên là

Chú ý: Sử dụng các công thức về nguyên liệu môi trường cung cấp

Bước 1: Xác định nguyên liệu môi trường

cung cấp

Bước 2: Xác định số lần nhân đôi, phiên mã,

Ví dụ: Một gen ở sinh vật nhân sơ nhân đôi 2 lần cần môi trường cung cấp tất cả 3600 nuclêôtit tự do Số nuclêôtit của gen là

A.1200 B 900 C 2400 D 1800

Hướng dẫn Môi trường cung cấp 3600 nuclêôtit tự do

Gen nhân đôi 2 lần

Trang 24

dịch mã

Bước 3: Sử dụng công thức ở bài toán 1 với

ẩn số là thành phần nuclêôtit trên mARN,

Ví dụ 1: Một gen ở sinh vật nhân sơ nhân đôi 3 lần cần môi trường cung cấp tất cả 5600 nuclêôtit loại A

và 2100 nuclêôtit loại G Số nuclêôtit mỗi loại của gen trên là

N N

k

 Chọn B

Hướng dẫn Gen phiên mã chỉ sử dụng mạch mã gốc làm khuôn Số ribônuclêôtit mỗi loại môi trường cung cấp chính bằng số nuclêôtit trên mạch bổ sung của gen

 Số nuclêôtit mỗi loại trên gen trên là:

A = T = Am + Um = 400 + 360 = 760 (nuclêôtit)

G = X = Gm + Xm = 120 + 240 = 360 (nuclêôtit)

 Chọn C

Ví dụ 2: Gen tiến hành phiên mã 3 lần Khi gen phiên mã cần môi trường cung cấp tất cả 2100

ribônuclêôtit tự do Số nuclêôtit của gen trên là

Ví dụ 3: Một gen khi thực hiện phiên mã đòi hỏi môi trường cung cấp ribônuclêôtit các loại: A = 400, U

= 360, G = 120, X = 240 Số lượng từng loại nuclêôtit của gen tổng hợp nên mARN trên là:

A A = 400, T = 360, G = 120, X = 240 B T = 360, A = 400, X = 120, G = 240

C A = T = 760, G = X = 360 D A = T=180, G = X = 380

Trang 25

Hướng dẫn

Số bộ ba trên mARN tổng hợp nên chuỗi pôlipeptit trên là: 899 + 1 = 900 bộ ba

 Số ribônuclêôtit trên mARN là: 900 3 = 2700 (ribônuclêôtit)

Chiều dài của gen mã hóa chuỗi pôlipeptit trên chính bằng chiều dài của phân tử mARN

 Chiều dài của gen trên là: 2700 3,4 = 9180 ( Ao )

 Chọn C

3 Bài tập tự luyện

Câu 1 Một gen thực hiện 2 lần sao mã đã đòi hỏi môi trường cung cấp ribônuclêôtit các loại A = 400,

U = 360, G = 240, X = 480 Tính số lượng từng loại nuclêôtit của gen

Câu 4 Một gen có 150 chu kì xoắn, có số nuclêôtit loại G bằng 3

2số nuclêôtit loại A Trên mạch 1 của

gen có số nuclêôtit loại T chiếm 30% so với số nuclêotit của mạch Gen phiên mã một số lần, môi trường nội bào cung cấp 1200 nuclêôtit loại A Tỷ lệ phần trăm số nuclêôtit loại A ở mạch mã gốc của gen trên là

Ví dụ 4: Ở sinh vật nhân sơ, trong quá trình tổng hợp prôtêin từ khuôn mẫu của một phân tử mARN đã có

899 phân tử tARN mang các axit amin đến tham gia dịch mã tổng hợp nên chuỗi polipeptit Gen mang thông tin cấu trúc các chuỗi pôlipeptit nói trên có chiều dài

Trang 26

Ví dụ 1: Có 8 phân tử ADN tự nhân đôi một số lần bằng nhau đã tổng hợp được 112 mạch pôlinuclêôtit

mới lấy nguyên liệu hoàn toàn từ môi trường nội bào Số lần tự nhân đôi của mỗi phân tử ADN trên là

Hướng dẫn

8 phân tử ADN nhân đôi, trong số ADN tạo ra có 16 mạch ADN là của ADN ban đầu

 Tổng số ADN con tạo ra là: 16 112 64

Số axit amin cần có để tổng hợp 1 chuỗi pôlipeptit từ mARN trên là: 1500 : 3 -1 = 499 (axit amin)

 Số ribôxôm trượt qua phân tử mARN trên là: 2495 : 499 = 5 (ribôxôm)

 Chọn A

3 Bài tập tự luyện

Câu 1 Có 4 phân tử ADN tự nhân đôi một số lần bằng nhau đã tổng hợp được 120 mạch nuclêôtit mới

lấy nguyên liệu hoàn toàn từ môi trường nội bào Số lần tự nhân đôi của mỗi phân tử ADN trên là

Ví dụ 3: Một phân tử mARN có 1500 nuclêôtit mARN tiến hành dịch mã, có một số ribôxôm cùng trượt

qua Tổng số axit amin môi trường cung cấp cho quá trình trên là 2495 axit amin Số ribôxôm trượt qua phân tử mARN trên là

Trang 27

Câu 3 Ba phân tử mARN đều có chiều dài 408 nm Các phân tử mARN tiến hành dịch mã, có một số

ribôxôm cùng trượt qua mARN với số lần như nhau Tổng số axit amin môi trường cung cấp cho quá trình trên là 11970 axit amin Số ribôxôm trượt qua mỗi phân tử mARN trên là

Đáp án:

1 – C 2 – B 3 – C

PHẦN 4: BÀI TẬP TỔNG HỢP

Câu 1 Khi nói về quá trình tái bản ADN, nhận định nào sau đây là không đúng?

A Ở tế bào nhân thực mạch mới hình thành theo chiều 5’ - 3’, ở nhân sơ thì từ 3’- 5’

B Ở cả tế bào nhân thực và nhân sơ, mạch mới đều hình thành theo chiều 5’ - 3’

C Ở vi khuẩn, khi ADN vòng tự sao thì có một đơn vị tái bản

D Ở tế bào nhân thực có nhiều điểm sao chép cùng lúc trên 1 ADN

Câu 2 Trong quá trình nhân đôi ADN, vì sao trên mỗi chạc tái bản có một mạch được tổng hợp liên tục

còn mạch kia được tổng hợp gián đoạn?

A Vì enzim ADN pôlimeraza chỉ tổng hợp mạch mới theo chiều 5'  3'

B Vì enzim ADN pôlimeraza chỉ tác dụng lên một mạch

C Vì enzim ADN polimeraza chỉ tác dụng lên mạch khuôn 3'  5'

D Vì enzim ADN polimeraza chỉ tác dụng lên mạch khuôn 5'  3'

Câu 3 Khi nói về quá trình nhân đôi ADN (tái bản ADN) ở tế bào nhân thực, phát biểu nào sau đây là

C Trong quá trình nhân đôi ADN, enzim ADN polimeraza không tham gia tháo xoắn phân tửADN

D Trong quá trình nhân đôi ADN, có sự liên kết bổ sung giữa A với T, G với X và ngược lại

Câu 4 Khi nói về quá trình nhân đôi ADN, những phát biểu nào sau đây sai?

(1) Quá trình nhân đôi ADN diễn ra theo nguyên tắc bổ sung và bán bảo toàn

(2) Quá trình nhân đôi ADN bao giờ cũng diễn ra đồng thời với quá trình phiên mã

(3) Trên cả hai mạch khuôn, ADN pôlimeraza đều di chuyển theo chiều 5’ - 3’ để tổng hợp mạch mới theo chiều 3’ - 5’

(4) Trong mỗi phân tử ADN được tạo thành thì một mạch là mới được tổng hợp, còn mạch kia là của ADN ban đầu

A (1), (4) B (1), (3) C (2), (4) D (2), (3)

Câu 5 Khi nói về số lần nhân đôi và số lần phiên mã của các gen ở một tế bào nhân thực, trong trường

hợp không có đột biến, phát biểu nào sau đây là đúng?

D Các gen nằm trong một tế bào có số lần nhân đôi bằng nhau và số lần phiên mã bằng nhau

Câu 6 Cho các thông tin sau đây:

(1) mARN sau phiên mã được trực tiếp dùng làm khuôn để tổng hợp prôtêin

(2) Khi ribôxôm tiếp xúc với mã kết thúc trên mARN thì quá trình dịch mã hoàn tất

(3) Nhờ một enzim đặc hiệu, axit amin mở đầu được cắt khỏi chuỗi pôlipeptit vừa tổng hợp

(4) mARN sau phiên mã được cắt bỏ intrôn, nối các êxôn lại với nhau thành mARN trưởng thành

Các thông tin về sự phiên mã và dịch mã đúng với cả tế bào nhân thực và tế bào nhân sơ là

A (1) và (4) B (2) và (4) C (2) và (3) D (3) và (4)

Câu 7 Một đoạn mạch bổ sung của một gen ở vi khuẩn E coli có trình tự các nuclêôtit như sau 5' ATT

GXG XGA GXX 3' Quá trình dịch mã trên đoạn mARN do đoạn gen nói trên phiên mã có lần lượt các

bộ ba đối mã tham gia như sau:

A 5'UAA3', 5'XGX3', 5'GXU3', 5'XGG3' B 3'AUU5', 3'GXG5', 3'XGA5', 3'GXX5'

C 3'UAA5', 3'XGX5', 3'GXU5', 3'XGG5' D 5'AUU3’, 5'GXG3' 5'XGA3', 5'GXX3'

Câu 8 Pôlixôm là gì?

A Trên mỗi phân tử mARN thường có một số ribôxôm cùng hoạt động trong quá trình dịch mã gọi là

pôlixôm

B Tập hợp các ribôxôm có cấu trúc giống nhau được gọi là pôlixôm

C Ribôxôm tiểu phần lớn và ribôxôm tiểu phần bé gắn với nhau tạo thành pôlixôm

D Cứ 10 ribôxôm trượt qua trên 1 mARN được gọi là pôlixôm

Câu 9 Dưới đây có bao nhiêu kết luận sai khi nói về quá trình dịch mã?

(1) Ở trên một phân tử mARN, các ribôxôm khác nhau tiến hành đọc mã từ các điểm khác nhau, mỗi điểm đọc đặc hiệu với một loại ribôxôm

(2) Quá trình dịch mã diễn ra theo nguyên tắc bổ sung, nguyên tắc bổ sung được thể hiện giữa bộ ba đối

mã của tARN với bộ ba mã hóa trên mARN

(3) Các ribôxôm trượt theo từng bộ ba ở trên mARN theo chiều từ 5’ đến 3’ từ bộ ba mở đầu cho đến khi gặp bộ ba kết thúc

(4) Mỗi phân tử mARN có thể tổng hợp được nhiều chuỗi pôlipeptit, các chuỗi pôlipeptit được tổng hợp

từ một mARN luôn có cấu trúc giống nhau

Câu 10 Trong mô hình cấu trúc của opêron Lac, vùng vận hành (operator) là

A trình tự nuclêôtit đặc biệt, tại đó prôtêin ức chế có thể liên kết làm ngăn cản sự phiên mã

D nơi mà ARN polimeraza bám vào và khởi đầu phiên mã tổng hợp nên ARN thông tin

Câu 11 Thành phần nào sau đây không thuộc cấu trúc của opêrôn Lac?

A Promoter B Gen điều hòa R C Các gen cấu trúc D Operator

Câu 12 Trong điều hoà hoạt động Opêron Lac khi môi trường không có lactôzơ, hoạt động nào sau đây

không diễn ra?

A Gen điều hòa luôn tổng hợp prôtêin ức chế

B Prôtêin ức chế bám vào vùng vận hành

C Quá trình phiên mã bị ngăn cản

D Quá trình phiên mã các gen phân giải lactôzơ được diễn ra

Câu 13 Trong cơ chế điều hòa hoạt động của opêron Lac, sự kiện nào sau đây chỉ diễn ra khi môi

trường không có lactôzơ?

A Prôtêin ức chế liên kết với vùng vận hành

B Gen điều hòa tổng hợp prôtêin ức chế

C Các gen cấu trúc Z, Y, A liên tục phiên mã

D ARN polimeraza liên kết với vùng khởi động

Câu 14 Phân tử ADN ở sinh vật nhân sơ chỉ chứa đồng vị N15 Người ta nuôi cấy một số tế bào này trong môi trường chỉ có N14, sau 3 lần nhân đôi tổng hợp được 72 phân tử ADN, kết luận nào sau đây đúng?

A Có 18 phân tử ADN con chỉ chứa N15

B Có 126 mạch đơn ở các phân tử ADN con chứa N14

C Có tất cả 70 phân tử ADN con chứa N14

D Có 9 phân tử ADN chứa N14 và N15

Câu 15 Phân tử ADN ở vùng nhân của vi khuẩn E coli chỉ chứa N14 phóng xạ Nếu chuyển những vi

khuẩn E coli này sang môi trường chỉ có N15 thì mỗi tế bào vi khuẩn E coli này sau 7 lần nhân đôi sẽ tạo

ra bao nhiêu phân tử ADN ở vùng nhân hoàn toàn chứa N15?

Câu 16 Phân tử ADN ở vùng nhân của vi khuẩn E coli chỉ chứa N14 phóng xạ Nếu chuyển một nhóm

gồm 5 tế bào vi khuẩn E coli này sang môi trường chỉ có N15 thì sau 5 lần nhân đôi sẽ tạo ra bao nhiêu phân tử ADN ở vùng nhân hoàn toàn chứa N15?

Câu 17 Phân tử ADN ở vùng nhân của một loài vi khuẩn chứa N15 phóng xạ Nếu chuyển những vi khuẩn này sang môi trường chỉ có N14 thì mỗi tế bào vi khuẩn này sau 5 lần nhân đôi sẽ tạo ra bao nhiêu phân tử ADN ở vùng nhân hoàn toàn chứa N15?

Câu 19 Mạch đơn thứ nhất của gen có 2399 liên kết hóa trị, có T = 420 và X = 30% số nuclêôtit của

mạch Gen có số liên kết hiđrô giữa A và T bằng số liên kết hiđrô giữa G và X Quá trình phiên mã cần được môi trường cung cấp 900 ribônuclêôtit loại A Số lượng từng loại ribônuclêôtit A, U, G, X cần được môi trường cung cấp lần lượt là:

A 1260, 900, 360, 1080 B 900, 1080, 1260 và 900

C 600, 840, 720 và 240 D 900, 1260, 360 và 1080

Câu 20 Một gen ở sinh vật nhân sơ, trên một mạch có A = 70, G = 100, X = 90, T = 80 Gen này nhân

đôi 1 lần, số nuclêôtit loại X mà môi trường cung cấp là:

Câu 21 Một gen có 150 chu kì xoắn và G = 20% Khi gen nhân đôi liên tiếp 3 lần, cần môi trường nội

bào cung cấp số lượng nuclêôtit thuộc mỗi loại là:

A T = A = 6300, G = X = 4200 B A = T = 4200, G = X = 6300

C A = T = 1200, G = X = 1800 D A = T = 1200, G = X = 1800

Câu 22 Một gen có số liên kết hiđrô là 3450, hiệu số giữa A với một loại nuclêôtit không bổ sung là

20% Gen tự nhân đôi liên tiếp 5 đợt thì số lượng từng loại nuclêôtit môi trường đã cung cấp là:

A Amt = Tmt = 13950, Xmt = Gmt = 32550 B Amt = Tmt = 35520, Xmt = Gmt = 13500

C Amt = Tmt = 32550, Xmt = Gmt = 13950 D Amt = Tmt = 13500, Xmt = Gmt = 35520

Câu 23 Một gen nhân đôi 4 đợt liên tiếp đã lấy của môi trường 36000 nuclêôtit tự do để góp phần tạo

nên các gen con Trong đó có 10800G Tính tỷ lệ % và số lượng từng loại nuclêôtit chứa trong gen

A G = X = 20% = 480; A = T = 30% = 720 B G = X = 10% = 720; A = T = 40% = 480

C G = X = 30% = 720; A = T = 20% = 480 D G = X = 30% = 675; A = T = 20% = 450 Câu 24 Một gen có 150 chu kỳ xoắn Trên một mạch của gen có số nuclêôtit loại T chiếm tỷ lệ 15% so

với số nuclêôtit của mạch Gen phiên mã 3 lần môi trường nội bào cung cấp 1800 A Tỷ lệ phần trăm số nuclêôtit loại A ở mạch mã gốc của gen trên là

Câu 25 Một phân tử ADN mạch kép nhân đôi một số lần liên tiếp đã tạo ra được 30 mạch pôlinuclêôtit

lấy nguyên liệu hoàn toàn từ môi trường mới Xét các kết luận sau đây, có bao nhiêu kết luận đúng? (1) Tất cả các ADN con tạo ra sau quá trình tái bản đều có cấu trúc giống nhau

(2) Trong các phân tử ADN con được tạo ra, có 15 phân tử cấu tạo hoàn toàn từ nguyên liệu của môi trường nội bào

(3) Phân tử ADN nói trên đã nhân đôi 4 lần liên tiếp

(4) Trong các phân tử ADN con được tạo ra, có 14 phân tử cấu tạo hoàn toàn từ nguyên liệu của môi trường nội bào

Trang 31

Câu 26 Một phân tử mARN có chiều dài 2142 A

o

và tỉ lệ A: U : G : X = 1: 2: 2: 4 Sử dụng phân tử mARN này làm khuôn để phiên mã ngược tổng hợp nên phân tử ADN mạch kép Nếu phân tử ADN được tổng hợp có chiều dài bằng chiều dài phân tử ARN này thì số nuclêôtit mỗi loại của ADN là

A A = T = 420, G = X = 210 B A = T = 210, G = X = 420

C A = 70, T = 140, G = 140, X = 280 D A = 140, T = 70, G = 280, X = 140

Câu 27 Phân tử mARN có chiều dài 0,3162 μm Tỉ lệ các loại nuclêôtỉt trên mARN là A: U : G : X = 4 :

2 : 3 : 1 và mã kết thúc là UGA Số nuclêôtit loại A, U, G, X trên đối mã của tARN khi tổng hợp một chuỗi pôlipeptit lần lượt là:

A 371, 185, 278, 93 B 371, 185, 278, 92

Câu 28 Gen có G = 20% và 720 nuclêôtit loại T Mạch đơn thứ nhất của gen có X = 276 nuclêôtit và

21% A Quá trình phiên mã của gen cần môi trường cung cấp 1404 nuclêôtit loại U Mạch khuôn là mạch nào và gen phiên mã mấy lần?

A Mạch 2 : 2 lần B Mạch 1 : 4 lần C Mạch 1 : 3 lần D Mạch 2 : 3 lần

Câu 29 Hai gen A và B có chiều dài bằng nhau và tổng chiều dài của hai gen là 0,918 micrômet Hai

gen này cùng tổng hợp ARN Trên mỗi đoạn mARN đều có 5 ribôxôm trượt qua một lượt và tổng số axit amin tự do được môi trường nội bào cung cấp là 17960 axit amin Tính số lần phiên mã của hai gen Biết số phân tử prôtêin được dịch mã từ gen A bằng số phân tử được dịch mã từ gen B

4 số A của gen II Cả hai gen nhân

đôi một số lần môi trường cung cấp tất cả 4590 nuclêôtit loại X Số lần nhân đôi của gen I và gen II lần lượt là

Trang 32

Trang 33

3 ĐỘT BIẾN GEN PHẦN 1: LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM

1 Khái niệm

Đột biến gen là những biến đổi trong cấu trúc của

gen Đột biến điểm là đột biến gen, liên quan đến

• Đột biến thay thế một cặp nuclêôtit

2 Nguyên nhân, cơ chế đột biến gen

Trang 34

• Do kết cặp không đúng trong nhân đôi ADN

Các bazơ nitơ dạng hiếm có những vị trí liên kết

hiđrô bị thay đổi làm cho chúng kết cặp không

đúng trong tái bản dẫn đến phát sinh đột biến gen

• Tác động của các tác nhân vật lí, hóa học và sinh

học của môi trường

Tác nhân vật lí: như tia tử ngoại (tia UV) có thể

làm cho 2 timin trên cùng một mạch ADN liên kết

chặt với nhau (dimer timin) dẫn tới phát sinh đột

biến gen

Tác nhân hóa học:

5 - brôm uraxin (5BU) là chất đồng đẳng của Timin

gây thay thế A - T bằng G - X

Acridin chèn vào mạch mới gây đột biến mất 1 cặp

nuclêôtit, chèn vào mạch khuôn gây đột biến thêm

một cặp nuclêôtit

Tác nhân sinh học: Một số virut cũng gây đột biến

gen như virut viêm gan B, virut hecpet Gen đột

biến khi đã phát sinh sẽ được tái bản qua cơ chế

nhân đôi ADN

3 Biểu hiện và di truyền của đột biến gen

• Đột biến phát sinh trong nguyên phân

Đột biến tiền phôi: Đột biến xảy ra ở những lần

phân bào đầu tiên của hợp tử, được di truyền qua

sinh sản hữu tính hoặc vô tính

Đột biến xôma: Đột biến xảy ra trong nguyên phân

ở tế bào sinh dưỡng, sẽ được nhân lên ở một mô

hoặc cơ quan nào đó Đột biến xôma chỉ được di

truyền qua sinh sản vô tính

Trang 35

• Đột biến phát sinh trong giảm phân tạo giao tử

(Đột biến giao tử)

Đột biến phát sinh trong giảm phân tạo giao tử, qua

thụ tinh sẽ đi vào hợp tử

Đột biến giao tử di truyền qua sinh sản hữu tính

4 Hậu quả

• Hậu quả của đột biến điểm:

Đột biến nhầm nghĩa (sai nghĩa): Thay đổi bộ ba

quy định axit amin này thành bộ ba quy định axit

amin khác  thay đổi 1 axit amin của chuỗi

pôlipeptit

Đột biến vô nghĩa: Thay đổi bộ ba quy định axit

amin thành bộ ba kết thúc  Quá trình dịch mã kết

thúc sớm  chuỗi pôlipeptit ngắn hơn bình thường

Đột biến đồng nghĩa: Thay đổi bộ ba nhưng không

làm thay đổi axit amin do tính thoái hóa của mã di

truyền  không làm thay đổi chuỗi pôlipeptit

Đột biến dịch khung: Đột biến mất hoặc thêm

nuclêôtit làm thay đổi chuỗi pôlipeptit kể từ vị trí

xảy ra đột biến

• Mức độ gây hại của đột biến phụ thuộc vào

Điều kiện môi trường: gen đột biến có thể gây hại

trong môi trường này nhưng lại có thể có lợi hoặc

trung tính trong môi trường khác

Tổ hợp gen: trong tổ hợp gen này có thể có hại

nhưng trong tổ hợp gen khác có thề có lợi hoặc

5 Ý nghĩa

Tạo ra alen mới cung cấp nguyên liệu cho quá trình

tiến hóa và chọn giống

Đột biến gen cung cấp nguồn nguyên liệu sơ cấp

cho quá trình tiến hóa

PHẦN 2: CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Nhận biết đột biến gen, thể đột biến

1 Phương pháp giải

Chú ý: Với dạng bài này các em cần chú ý phân biệt:

• Đột biến gen là những biến đổi trong cấu trúc của gen

Trang 36

• Đột biến điểm là đột biến gen liên quan đến 1 cặp nuclêôtit

• Một cơ thể được coi là thể đột biến khi gen đột biến được biểu hiện ra thành kiểu hình

2 Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho biết gen A đột biến thành gen a, gen b đột biến thành gen B Hai cặp gen này qui định hai

cặp tính trạng trội lặn hoàn toàn Cho các cá thể mang kiểu gen sau đây:

Những cá thể là thể đột biến là:

A (1), (2), (4), (5) B (1), (2), (4) C (3), (4) D (2), (3), (4), (5)

Hướng dẫn Thể đột biến là cơ thể mang đột biến được biểu hiện ra kiểu hình

Gen A đột biến thành gen a thể đột biến có kiều gen aa

Gen b đột biến thành gen B  thể đột biến có kiểu gen BB hoặc Bb

 Các kiểu gen phù hợp là: AABB, aaBB, aabb, AaBb

 Chọn A

Hướng dẫn Đột biến gen là những biến đổi trong cấu trúc của gen  (1), (5) đúng

(2), (3) Sai vì đây là sự biến đổi cấu trúc của mARN, prôtêin Sự biến đổi này có thể xảy ra do sai sót của quá trình phiên mã, dịch mã

(4) Sai Đây là đột biến mất đoạn NST, liên quan đến nhiều gen

 Chọn C

3 Bài tập tự luyện

Câu 1 Cho các ví dụ sau:

(1) Gen tạo ra sau tái bản ADN bị thay thế ở 1 cặp nuclêôtit

(2) mARN tạo ra sau phiên mã bị mất 1 nuclêôtit

(3) Đột biến mất 3 gen trên NST số 1

(4) Đột biến thay một cặp A - T bằng một cặp G - X

Có bao nhiêu trường hợp được coi là đột biến điểm?

Ví dụ 2: Cho các trường hợp sau, có bao nhiêu trường hợp được coi là đột biến gen?

(1) Gen tạo ra sau tái bản ADN bị mất 1 cặp nuclêôtit

(2) mARN tạo ra sau phiên mã bị mất 1 nuclêôtit

(3) Chuỗi pôlipeptit tạo ra sau dịch mã bị mất 1 axit amin

(4) Đột biến mất 3 gen trên NST số 1

(5) Đột biến thay một cặp A - T bằng một cặp G - X

Trang 37

Câu 2 Cho biết gen a đột biến thành gen A, gen B đột biến thành gen b Hai cặp gen này qui định hai cặp

tính trạng, trội lặn hoàn toàn Kiểu gen nào sau đây là của thể đột biến?

Chú ý: Với dạng bài này các em cần chú ý đến sự thay đổi các đặc trưng của gen

— Mất 1 cặp nuclêôtit Thêm 1 cặp nuclêôtit Thay thế 1 cặp nuclêôtit

+2 (thêm 1A-T) hoặc +3 (thêm 1G - X)

+1 (thay A - T bằng G - X) -1 (thay G - X bằng A - T) hoặc không đổi khi thayA - T bằng T - A

và G - X bằng X - G

Hậu quả Đột biến dịch khung Đột biến vô nghĩa, đột biến nhầm

nghĩa, đột biến đồng nghĩa

2 Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Loại đột biến điểm nào xảy ra làm tăng 2 liên kết hiđrô của gen?

A Thêm 1 cặp nuclêôtit A - T B Thay thế 1 cặp A - T bằng 1 cặp G - X

C Thay thế 2 cặp A - T bằng 2 cặp T - A D Mất 1 cặp nuclêôtit A - T

Hướng dẫn Đối chiếu với bảng bên, dạng đột biến làm tăng 2 liên kết hiđrô của gen là đột biến thêm 1 cặp A-T

 Chọn A

Ví dụ 2: Gen A bị đột biến thành gen a có chiều dài không đổi, số liên kết hiđrô của gen tăng thêm 2 liên

kết Dạng đột biến xảy ra với gen là

A thêm 1 cặp nuclêôtit A - T B thay thế 2 cặp A - T bằng 2 cặp G - X

Trang 38

Hướng dẫn Gen có chiều dài không đổi  Đột biến thay thế Mặt khác, số liên kết hiđrô của gen tăng 2 liên kết

 đây là đột biến thay thế 2 cặp A - T bằng 2 cặp G - X

 Chọn B

3 Bài tập tự luyện

Câu 1 Những dạng đột biến nào là đột biến dịch khung?

A Thêm và thay thế một cặp nuclêôtit B Mất và thêm một cặp nuclêôtit

C Mất và thay thế một cặp nuclêôtit D Thay thế một cặp nuclêôtit

Câu 2 Loại đột biến điểm nào xảy ra làm tăng 3 liên kết hiđrô của gen

A thêm 3 cặp nuclêôtit G - X B thay thế 3 cặp A - T bằng 3 cặp G - X

C thay thế 3 cặp A - T bằng 3 cặp T-A D thêm 1 cặp nuclêôtit G - X

Câu 3 Gen A đột biến thành gen a Chiều dài của 2 gen không đổi nhưng số liên kết hiđrô của gen sau

đột biến ít hơn gen A là 1 liên kết hiđrô Đột biến thuộc dạng

A đảo 1 cặp nuclêôtit B thay 1 cặp (G - X) bằng 1 cặp (A - T)

Bước 2: Xác định thành phần gen sau đột biến

Bước 3: So sánh gen ban đầu và gen đột biến, xác

Ví dụ: Một gen có 3000 nuclêôtit và T chiếm 30% Đột biến điểm xảy ra làm cho gen sau đột biến dài 5100 A

Trang 39

định dạng đột biến

Cách 2:

Bước 1: Xác định chiều dài, số liên kết hiđrô, của

gen trước và sau đột biến

Bước 2: So sánh chiều dài, số liên kết hiđrô, của

gen trước và sau đột biến

Bước 3: Xác định dạng đột biến gen

Ví dụ 1: Gen A có 3000 nuclêôtit và 3900 liên kết hiđrô Gen A bị đột biến điểm trở thành gen a Gen a

nhân đôi 3 lần, môi trường nội bào cung cấp 4193 nuclêôtit loại A và 6300 nuclêôtit loại G Dạng đột biến nào đã xảy ra với gen trên?

A Mất 1 cặp nuclêôtit loại G - X B Thêm 1 cặp nuclêôtit loại A - T

C Mất 1 cặp nuclêôtỉt loại A - T D Thêm 1 cặp nuclêôtít loại G - X

Hướng dẫn

Ta có: G = 3900 - 3000 = 900 = X  A=T = 600

Khi gen tự nhân đôi 3 lần thì số nuclêôtit mỗi loại môi trường cần cung cấp cho gen đột biến là:

3 3

900.(2 1) 6300

mtcc mtcc a

nuclêôtit n

Câu 1 Một gen có 9.105đvC, có 4050 liên kết hiđrô Sau đột biến chiều dài của gen không đổi Nếu tỷ

lệ G : A của gen đột biến xấp xỉ 2,348 thì dạng đột biến thuộc loại

A thêm cặp nuclêôtit B thay 2 cặp G - X bằng 2 cặp A - T

C thay thế bằng cặp nulêôtit khác loại D thay 2 cặp A - T bằng 2 cặp G - X

Trang 40

Câu 2 Gen A có tổng số 3240 liên kết hiđrô và Guanin chiếm 35% tổng số nuclêôtit của gen Gen A bị

đột biến thành gen a Cả hai gen này tự nhân đôi 3 lần đã cần môi trường cung cấp 11753 Xitozin và 5040 Ađênin Đây là dạng đột biến

A mất 1 cặp G - X B thêm 2 cặp G - X

Câu 3 Gen B dài 221 nm và có 1669 liên kết hiđrô, gen B bị đột biến thành gen b Từ một tế bào chứa

cặp gen Bb qua hai lần nguyên phân bình thường, môi trường nội bào đã cung cấp cho quá trình nhân đôi của cặp gen này 1689 nuclêôtit loại Timin và 2211 nuclêôtit loại Xitozin Dạng đột biến đã xảy ra với gen

B là

A mất một cặp G - X B thay thế 1 cặp G - X bằng 1 cặp A - T

C mất một cặp A - T D thay thế 1 cặp A - T bằng 1 cặp G - X

Câu 4 Một gen có 1498 liên kết hóa trị giữa các nuclêôtit và có A = 20% tổng số nuclêôtit của gen Sau

đột biến điểm, số liên kết hiđrô của gen là 1953 Gen bị đột biến

Bước 3: Xác định yêu cầu bài toán

Ví dụ: Một gen dài 510nm, có 3900 liên kết hiđrô Gen bị đột biến mất 1 cặp A - T Xác định thành phần nuclêôtit mỗi loại sau đột biến

Hướng dẫn Tổng số nuclêôtit trên gen là: N = 3000